专利名称：电池陈化贮存装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池贮存装置，具体地，本实用新型涉及一种电池陈化贮存装置。
背景技术：
随着电子技术的高速发展，市场对电池的要求越来越高，特别是数码相机、掌上游戏机以及各种电动玩具的出现，传统的高功率和高容量电池一碱性电池已经难以满足其要求。近年来一种新的能够持续进行高功率放电的锂金属电池得到了快速发展，此圆柱形锂金属电池与传统的碱性电池相比具有以下特点首先是能量密度高，作为电池负极的金属锂，其理论比容量为3. 8Ah/g，配合合适的正极材料制成电池，放电电压平稳，高功率放电性能可以达到传统碱性电池的5-10倍；其次，由于锂金属在电解液中SEI膜的形成，电池的自放电率低，储存寿命长储存性能好，存放时间可达10年以上；此外，锂金属电池重量轻，可达碱锰电池的2/3 ;电池无汞、无镉、无铅，是真正的绿色环保；有良好的防漏液性能；使用 温度范围广，可在-40到60°C温度范围内使用，其中低温性能尤其突出。因此锂金属电池作为一种优于碱性电池的新型电池，越来越多的弓I起市场的关注。锂金属电池虽然具有上述优点，但是由于锂金属电池能量高，负极采用的是金属锂，当加热至熔融状态时能在空气中发生自燃；锂金属电池的电解液均为低闪点的易燃的有机电解液，因此对于锂金属电池的安全控制方面要求比较高锂电池在生产装配结束后，验电包标工序前需要在室温21°C环境下陈化贮存30天，目的是在电池出厂前通过陈化贮存期将不良品电池排出，以防止其流入消费者手中。当电池在陈化贮存过程中，某些缺陷电池有可能出现内部慢性短路发热，造成有机电解液在电池内部气化，不断积聚的气体使得电池内压升高，内压升高到一定程度时会破坏电池的密封结构，使得电池内部的易燃物质与外界空气接触，一旦电池内部累积的热量使得易燃物质到达自燃点，就可能会引起电池的燃烧，因而在陈化期间电池存放方式非常重要。如果贮存方式不当，电池一旦燃烧，就有可能引起周边电池或者物品的燃烧，进而引发安全事故。因此对于锂金属电池陈化贮存装置的设计也十分重要。现有技术中对于锂金属电池的陈化贮存通常是将单体电池装载入电池托盘中。目前的贮存方式为将托盘直接叠放为一定高度后放入贮存架上贮存，此贮存方式往往存在以下不足首先，由于同一托盘上贮存的电池之间没有设置一定的安全距离，或安全距离过小，当某只电池燃烧时，燃烧热对周围电池传热，容易引起其他电池的异常升温；其次，上下层托盘上贮存的电池之间没有设置一定的安全距离，且没有安全隔离措施，锂金属电池发生燃烧时一般会伴随着电池两端部的爆炸分离，且由于电池内电解液燃烧会生成大量易燃气体，燃烧火花将会随气流飞溅，在贮存架的径向位置造成一定的安全隐患。此外，与锂金属电池类似，现有的某些电池在陈化贮存时也容易出现因内部短路等缺陷而导致的自燃，所以也有必要对其贮存装置进行改进。因此，针对目前易燃电池贮存存在的弊端有必要对现有的电池贮存架进行改进，以减少电池在陈化贮存时，由于异常电池的燃烧对于同一贮存架上横向和径向方向上的电池之间的相互影响，从而提高电池的存放安全性。
实用新型内容针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是对现有的电池的贮存架进行改进，以提高电池的安全贮存性能，为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池陈化贮存装置，所述装置包括托盘架和至少两个电池托盘，所述托盘架具有用于分层摆放所述电池托盘的多个左右对称的限位件，其中各相邻两层电池托盘之间设有防火隔离板，所述电池托盘包括多个电池贮存槽，相邻电池贮存槽之间设有间隔。作为上述方案的一种改进，所述托盘架为立方形框架，该立方形框架包括固定安装的至少四个横向水平件、至少四个纵向水平件和至少四个垂直件。作为上述方案的又一种改进，各限位件的长度与所述纵向水平件的基本相同，并
纵向排列且固定于各垂直件；所述限位件的横截面为“工”字形或“]“字形，其中，以底部的水平面承载所述电池托盘，以顶部的水平面承载所述防火隔离板。作为上述方案的又一种改进，所述限位件的底部的突出端具有一体的、向下延伸的垂直部，且所述防火隔离板均被限制在所述限位件顶部的水平面与上方相邻的限位件的垂直部之间。作为上述方案的又一种改进，相邻的电池贮存槽之间设有加强筋。作为上述方案的又一种改进，所述相邻电池贮存槽之间的距离为3cm以上。作为上述方案的又一种改进，所述防火隔离板与电池贮存槽的距离为5cm以上。作为上述方案的又一种改进，所述电池托盘为阻燃塑料托盘。作为上述方案的又一种改进，所述防火隔离板的面积大于或等于托盘的面积，厚度小于1cm。作为上述方案的又一种改进，所述电池贮存槽为用于贮存圆柱型锂金属电池的圆柱型中空结构，该电池贮存槽内径大于圆柱型锂金属电池外径，槽内底部设有用于支撑圆柱型锂金属电池的支撑件。作为上述方案的又一种改进，所述支撑件为设置于所述电池贮存槽内壁的凸出件。作为上述方案的又一种改进，所述支撑件为设置于所述电池贮存槽内壁的至少3个凸出件。作为上述方案的又一种改进，所述电池托盘边缘设有定位槽。与现有技术相比较，本实用新型通过以下改进将电池在陈化贮存时的安全性能大大提闻(I)在相邻两层电池托盘之间设置防火隔离板，隔离了不同层之间的电池，并在相邻电池贮存槽之间设有间隔，从而解决了现有技术电池贮存横向和径向上存在的安全隐患；(2)通过使用立方形框架，贮存装置可在确保安全的同时陈化贮存大量的电池，有利于节省空间；(3)通过使用特定的限位件结构，可方便地在立方形框架中安置并隔离电池托盘与防火隔离板，而且整体结构简单，容易制造；[0024](4)通过在相邻的电池贮存槽之间设置加强筋，可以使托盘更为结实、耐用，有利于承载更多的电池；(5)将托盘上电池贮存槽之间的安全距离设置为3cm以上，即可确保安全性，同时也能提高空间利用率；进一步地，将防火隔离板与电池贮存槽的距离设置为5cm以上，也能实现同样的目的；(6)使用由已知阻燃塑料材料制成的托盘，可进一步提高此装置的安全性；(7)电池贮存槽使用圆柱型中空结构，使其内径大于圆柱型锂金属电池外径，并设置支撑件，可便于取放圆柱形电池。本实用新型的贮存装置同时还可以进一步提高生产过程的自动化程度，提高效率在本实用新型中将电池贮存槽设计为圆柱形中空结构，并且在托盘的四边上增加了定位槽的设计，使得托盘可以更好的配合了自动化生产的需要；同时 实现了整盘的清洗和干燥。
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，图I为本实用新型的电池陈化贮存装置的主视图；图2为本实用新型的电池架结构的示意图；图3为本实用新型的电池托盘贮存槽结构的侧视图；图4为本实用新型的电池托盘贮存槽结构的主视图；图5为本实用新型的电池托盘结构的主视图；图6为本实用新型的电池托盘结构的侧视图；图7-8为本实用新型的托盘架的限位件的截面图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。本实用新型提供了一种电池陈化贮存装置，下文如不做特殊说明均简称为贮存装置。如图I所示，该贮存装置包括电池托盘3，用于容纳单体电池；托盘架1，用于分层摆放装载有电池的电池托盘3 ;以及防火隔离板4，用于覆盖在贮存锂电池的电池托盘3上部，隔离不同层之间的电池。如图2所示，所述托盘架I为立方形框架，该立方形框架包括固定安装的至少四个横向水平件、至少四个纵向水平件和至少四个垂直件。其中，所述横向水平件和纵向水平件均水平设置，在二维的水平面上从左向右方向延伸为横向，即图2中y轴的方向，从前往后延伸为纵向，即图2中z轴的方向，所述垂直件为沿垂直于水平面的竖直方向(即图2中X轴的方向)设置，因此，横向水平件、纵向水平件和垂直件之间互相垂直连接构成立方形框架，在本实用新型中若不做特殊说明，所述横向水平件、纵向水平件以及垂直件均参照上述解释。[0039]作为上述方案的一种改进，所述框架结构中设有水平板状底座或框架底座，以起到更好的支撑作用。作为优选，所述托盘架I的底座为平板时，该板状底座上设有车轮，使电池在运输过程中更加高效，尤其适用于小型活动式电池贮存架，作为进一步的优选，在所述的车轮上设有固定车轮的装置，在存放时对贮存架的进行固定，所述改进均为本领域技术人员常用技术手段，在此不再赘述。若所述托盘架I采用框架底座，所述框架底座所形成的空间可用做叉车进入口，用于叉车运输，以提高效率。为了起到更好的防燃防爆效果，本实用新型的托盘架I优选为焊接而成铁架，所述托盘架I的纵向支架上设有多个用于摆放电池托盘3的限位件2，以实现电池托盘3的多层之间的相互隔离，避免了托盘重叠造成电池之间相互影响，同时也有利于电池燃烧时热量的散发，避免了热量积聚。本实用新型中所述限位件2的长度与所述纵向水平件基本相同，并纵向排列且固定于各垂直件，其中，可以选用螺栓固定或者焊接等固定方式，其连接方式为本领域常用的连接固定方式，不再详尽说明；作为优选，如图7所示，所述纵向支架仅一侧具有限位件2 时，其限位件2的截面为]字形，当纵向支架两侧均具有限位件2时，所述限位件2的截面为工字形，所述电池托盘3放入限位件2所形成的凹槽中，如图I所示，以底部的水平面承载所述电池托盘3，以顶部的水平面承载所述防火隔离板4 ;作为进一步的优选，所述限位件2的底部的突出端具有一体的、向下延伸的垂直部，其横截面如图8所示，且所述防火隔离板4均被限制在所述限位件2顶部的水平面与上方相邻的限位件2的垂直部之间，所述的垂直部对防火隔离板4具有一定的固定作用，以便于运输，但是所述限位件2并不局限于该优选方式，例如，直接在所述的纵向支架上设置凹槽，电池托盘3装满电池后即可沿着该凹槽水平插入，该凹槽起到对电池托盘3支撑和固定的作用。因此只要是在托盘加上能够起到对托盘电池进行限位、固定作用的限位件2均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的托盘架I的大小可以根据需要进行设计，以横向和纵向均设置一列电池托盘3、竖直方向多层排列的托盘架I为基本单元，根据需要以该基本单元为基础在横向和纵向上拓展、延伸，形成可用于多列排放的托盘架1，例如在横向上设有3个所述的基本单元，可以排放3列，此时，所述托盘架含有12个横向水平件，或者该横向水平件也可以采用一体成型的一根横向水平件，其长度为单个横向水平件的3倍，若选用一体成型的横向水平件则所述托盘架仅含有4个横向水平件，纵向设有2个所述的基本单元，可以排放2列，所述托盘架含有8个纵向水平件，和横向水平件一样，若选用一根长的一体的纵向水平件，所述托盘架还是含有4个纵向水平件，所得到的托盘架I可以陈化6列电池托盘3，其中所述垂直件为12个。总之，在该托盘架具有固定安装的至少四个横向水平件、至少四个纵向水平件和至少四个垂直件的基础上，本领域技术人员可根据实际需要增加水平件和垂直件的数量。可将装有电池的托盘放入限位件2处，该限位件2顶部朝上水平面和上方相邻的限位件2的垂直部之间的空隙处插入可由高岭土、填充料和胶压制而成的一定厚度的防火隔离板4，所述防火隔离板4的板面积可大于等于托盘且能完全覆盖整个电池托盘3，厚度小于Icm ;防火隔离板4安放位置可以比电池伸出电池贮存槽6 —端的距离高出2. 5cm以上或防火隔离板4与电池贮存槽6的一端的距离可以为5cm以上，在相邻两层电池托盘3之间通过设置防火隔离板4 (覆盖在贮存锂电池的电池托盘3上部)来隔离不同层之间的电池，即使电池发生燃烧时,伴随着电解液燃烧会产生气体，电池内部的物质夹杂燃烧火花会从电池端部喷出，由于隔离板的设置，隔离了不同层之间的电池火势的蔓延，同时留有一定的空间便于电池燃烧热量的散发，从而解决了现有技术电池贮存径向上存在的安全隐患。在一个实施方式中，防火隔离板4安放位置比电池伸出电池贮存槽6 —端的距离高出2. 7cm以上。所述电池托盘3可由均布的电池贮存槽6组成。相邻电池贮存槽6之间设有间隔，作为优选，相邻贮存槽之间通过加强筋5连接为一体，相邻贮存槽之间安全设计距离为3cm以上，电池燃烧后，产生的大量的燃烧热，当电池贮存槽6之间距离太近，大量的燃烧热将引发周边电池的异常升温，使得周边电池内部气压升高，破坏封口部，进而引发漏液、爆炸甚至燃烧，采用3cm以上的安全距离，当异常电池发生燃烧时，能使得周边电池的温度不高于80°C，80°C为锂金属电池可以正常使用的一个安全温度，实现了锂电池在横向上的安全 陈化贮存。如图6所示贮存装置中电池托盘3的主视图，如图6所示的托盘中设有14X 14个圆柱型电池贮存槽6，相邻的电池贮存槽6之间通过加强筋5连接，且相邻贮存槽之间的安全距离B为3cm，确保当异常电池发生燃烧时不会对相邻的电池造成影响。本实用新型的托盘可选用阻燃塑料作为材料，例如选用高阻燃性的聚苯硫醚，优选改性后的聚苯硫醚工程塑料注塑而成，聚苯硫醚的阻燃性好，其氧化指数高达44%以上，而尼龙66仅为29%，采用此材料制成的电池托盘3其耐热变形的温度由150度左右提高到了 260度左右，从而有效的改善了电池托盘3的耐热性和阻燃性。本实用新型电池托盘3若采用40%玻璃纤维增强后的聚苯硫醚塑料注塑成方形结构，其阻燃性能比聚苯硫醚更好。总之，该托盘可采用任意的公知阻燃塑料制成。所述电池托盘3可以为多边形，主要是方形或矩形托盘，托盘的大小及形状可以根据实际生产中的需要进行改进。作为优选，所述电池托盘3的四边上可以设有定位槽，用于托盘在自动设备上传动时的定位，以提升自动化程度，提高效率、降低成本。作为进一步的优选，所述定位槽截面为梯形，如图6所示，电池托盘3中电池贮存槽6的数目为14X 14，在电池托盘3的四边上各设有14个梯形状的定位槽。经过所述改进整个托盘即轻便，坚固又耐热，抗燃烧。图3为本实用新型的电池托盘3结构的侧视图，在电池贮存槽6的中间部位通过加强筋5将所有的电池贮存槽6连接为一体，加强筋5的位置也可以设置于电池贮存槽6的上部或者底部，并使电池贮存槽6之间保持一定的距离，作为优选，所述电池贮存槽的四根加强筋注塑成空心结构，更优选为圆形空心结构，由此得到的托盘既轻便，结实，又降低了成本。在本实用新型中选用加强筋5作为一种优选连接方式但并非唯一的连接方式。如图4所示，本实用新型的电池贮存槽6可以为圆柱型中空结构，电池贮存槽6底部设有用于支撑电池重量的支撑件7，作为优选，该支撑件7为设置于电池贮存槽6内壁的连续或不连续的凸出件(突起)。该凸出件的形状不受限制，为支撑电池，只需凸出件的大小和形状足以支撑所贮存的电池之底部使电池不致于掉落即可。本领域技术人员知晓如何设置凸出件以满足此最低要求。作为一个优选的实施方式，如图5所示，均匀分布在电池贮存槽6内壁的所述凸出件的数目为3个，并且贮存槽6的内径稍大于电池外径。本领域技术人员可根据电池的大小来设计贮存槽6的内径及凸出件的尺寸。由于电池贮存槽6内径稍大于电池外径，在使用装有电池的托盘进行水洗时，水流更容易从电池侧壁流过，使得电池侧壁更容易清洗干净，而且电池水洗后干燥时，电池侧壁的水分也更容易挥发；另外，电池贮存槽内壁上设置的支撑件7设置为如图5所示的不连续的凸出件时，在电池进行水洗时及水洗后，凸出件之间的空隙有利于排水，在锂金属电池在装配完成后，可以装载在托盘中，输送至自动化的清洗设备，进行整盘的清洗和干燥，提高了电池生产的自动化能力。作为优选，当电池托盘3摆放好后，在横向支架上每列中部位置可以各插入一限位棒，起限位作用，防止托盘在运输过程中倾斜造成滑落。本实用新型所述的装置不仅可用来陈化锂金属电池，也可以用来陈化其他易燃易爆的电池。同时，所适用的电池也不限于圆柱形，本领域技术人员可根据实际电池的形状来设计电池贮存槽的形状，从而使其适于陈化其他形状的电池。本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还·可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
权利要求1.一种电池陈化贮存装置，所述装置包括托盘架和至少两个电池托盘，其特征在于，所述托盘架具有用于分层摆放所述电池托盘的多个左右对称的限位件，其中各相邻两层电池托盘之间设有防火隔离板，所述电池托盘包括多个电池贮存槽，相邻电池贮存槽之间设有间隔。
2.根据权利要求I所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述托盘架为立方形框架，该立方形框架包括固定安装的至少四个横向水平件、至少四个纵向水平件和至少四个垂直件。
3.根据权利要求2所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，各限位件的长度与所述纵向水平件的基本相同，并纵向排列且固定于各垂直件；所述限位件的横截面为“工”字形或“]“字形，其中，以底部的水平面承载所述电池托盘，以顶部的水平面承载所述防火隔离板。
4.根据权利要求3所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述限位件的底部的突出端具有一体的、向下延伸的垂直部，且所述防火隔离板均被限制在所述限位件顶部的水平面与上方相邻的限位件的垂直部之间。
5.根据权利要求I或4所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，相邻的电池贮存槽之间设有实心或中空的加强筋。
6.根据权利要求5所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述相邻电池贮存槽之间的距离为3cm以上。
7.根据权利要求I或6所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述防火隔离板与电池贮存槽的距离为5cm以上。
8.根据权利要求7所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述电池托盘为阻燃塑料托盘。
9.根据权利要求I或8所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述防火隔离板的面积大于或等于托盘的面积，厚度小于1cm。
10.根据权利要求I或8所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述电池贮存槽为用于贮存圆柱型锂金属电池的圆柱型中空结构，该电池贮存槽内径大于圆柱型锂金属电池外径，槽内底部设有用于支撑圆柱型锂金属电池的支撑件。
11.根据权利要求10所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述支撑件为设置于所述电池忙存槽内壁的连续或不连续的凸出件。
12.根据权利要求11所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述支撑件为设置于所述电池贮存槽内壁的不连续的至少3个凸出件。
13.根据权利要求I或12所述的电池陈化贮存装置，其特征在于，所述电池托盘边缘设有定位槽。
专利摘要本实用新型提供一种电池陈化贮存装置，所述装置包括托盘架和至少两个电池托盘，所述托盘架具有用于分层摆放所述电池托盘的多个左右对称的限位件，其中各相邻两层电池托盘之间设有防火隔离板，所述电池托盘包括多个电池贮存槽，相邻电池贮存槽之间设有间隔。本实用新型的电池陈化贮存装置在电池陈化期间能使得异常电池爆炸燃烧产生的热量不引起周围电池的连锁热失控现象，从而有效地提高了电池的陈化贮存的安全性及贮存空间的利用率，同时还可以进一步提高生产过程的自动化程度，提高效率。
文档编号H01M2/10GK202712302SQ201220411870
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者陈娟, 常海涛, 张志明, 张清顺 申请人:福建南平南孚电池有限公司